風(fēng)成砂沉積和古氣候研究

王鳳之，陳留勤

(1.東華理工大學(xué)放射性地質(zhì)與勘探技術(shù)國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330013；2.東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330013)

引言

中國(guó)沙漠總面積約為71.29萬(wàn)km2[1]，占陸地總面積的1/12。沙漠化是一種地質(zhì)過(guò)程，地質(zhì)歷史中的沙漠雖然大部分已經(jīng)消亡，卻在巖石地層中保留了相應(yīng)的物質(zhì)記錄，風(fēng)成砂就是其最重要的識(shí)別標(biāo)志[2]。沉積地層中的風(fēng)成砂最早可以追溯到太古代[2]。風(fēng)成砂巖是一類特殊的沉積巖石，是干旱-半干旱氣候條件下的典型代表。風(fēng)成砂沉積作為沙漠沉積的一種類型，很多情況下并不是孤立分布的，而是與沖積扇、河流、湖泊等沉積物在空間上形成交互堆積。在早期的研究中，部分風(fēng)成砂沉積被誤認(rèn)為是河流相、湖泊相沉積。從20世紀(jì)80年代開始，隨著國(guó)內(nèi)對(duì)風(fēng)成砂研究的開展，不同時(shí)期的風(fēng)成砂巖被識(shí)別出[4，16]，逐漸得到沉積學(xué)家的重視。風(fēng)成砂巖大多具有厚層塊狀構(gòu)造及較高的結(jié)構(gòu)成熟度，良好的孔隙度和滲透率使之成為極佳的油氣儲(chǔ)集層和含水層[8，17]。由于其均質(zhì)性好、抗風(fēng)化能力強(qiáng)、顆粒細(xì)易于雕刻等特點(diǎn)，又是古代文化傳承和丹霞地貌集中發(fā)育的位置[11，19]。本文通過(guò)綜述國(guó)內(nèi)外風(fēng)成砂沉積研究進(jìn)展，回顧了前人對(duì)風(fēng)成砂的研究成果，討論了風(fēng)成砂沉積宏觀、微觀特征，風(fēng)成沙丘沉積、丘間沉積和古氣候、古地理的關(guān)系；以風(fēng)成砂的成因機(jī)理為切入點(diǎn)，探討了國(guó)內(nèi)風(fēng)成砂的下一步研究方向，以期在風(fēng)成砂宏觀露頭研究的基礎(chǔ)上，開辟風(fēng)成砂研究的新領(lǐng)域，為國(guó)內(nèi)風(fēng)成砂沉積的研究注入新活力。

1 風(fēng)成砂沉積識(shí)別標(biāo)志

風(fēng)成砂沉積識(shí)別標(biāo)志包括宏觀露頭的沉積構(gòu)造特征，微觀的結(jié)構(gòu)和粒度分析，以及通過(guò)掃描電鏡對(duì)石英顆粒表面特征的觀察分析。風(fēng)成砂沉積一般以厚層狀砂巖、大型板狀和楔狀交錯(cuò)層理作為野外識(shí)別標(biāo)志(表1，圖1A、B)，砂巖呈紫紅色或者磚紅色，極易破碎，以細(xì)砂巖為主(表1、2)，掃描電鏡下觀察石英顆粒表面可見機(jī)械和化學(xué)成因的各種微觀特征(圖1 E、F)。

石英顆粒具有分布廣泛、硬度大和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，其顆粒外形受外界影響較小，可以持久的保持，因此其表面特征可以提供沉積物源區(qū)的資料以及反映搬運(yùn)沉積過(guò)程。Alekseeva(2005)[23]認(rèn)為，石英顆粒從母巖剝蝕后在搬運(yùn)和沉積過(guò)程中受到的外界影響，必然在石英表面留下痕跡。石英顆粒的形態(tài)特征和表面微結(jié)構(gòu)特征真實(shí)地記錄著它在剝蝕、搬運(yùn)和沉積過(guò)程中所經(jīng)歷的物理化學(xué)過(guò)程、搬運(yùn)動(dòng)力介質(zhì)和沉積環(huán)境的信息，這些信息對(duì)推測(cè)沉積環(huán)境和沉積動(dòng)力學(xué)過(guò)程有很大幫助。通過(guò)掃描電鏡觀察石英顆粒的表面特征，可以有效地確定當(dāng)時(shí)的沉積過(guò)程，是鑒定風(fēng)成環(huán)境準(zhǔn)確、可靠、方便的手段[25-26]

機(jī)械成因的特征是顆粒在搬運(yùn)過(guò)程中受到機(jī)械作用而產(chǎn)生的痕跡。在風(fēng)成沉積環(huán)境中，常見的是碟形撞擊坑和新月形撞擊坑，為風(fēng)成沉積環(huán)境特有的標(biāo)志(圖1 E)?；瘜W(xué)成因的特征是石英顆粒受沉積環(huán)境化學(xué)作用而產(chǎn)生的特征，主要分為SiO2的溶蝕作用、沉淀作用和晶體生長(zhǎng)。常見的有鱗片狀剝落、溶蝕坑(圖1 F)、溶蝕溝、硅質(zhì)球和硅質(zhì)薄膜等(表3)。

表1 風(fēng)成砂沉積構(gòu)造特征和礦物組成

表2 國(guó)內(nèi)典型盆地風(fēng)成砂粒度參數(shù)

圖1 信江盆地風(fēng)成砂宏觀特征和石英顆粒表面特征

A、B. 風(fēng)成砂巖楔狀交錯(cuò)層理素描圖，素描對(duì)象是南巖寺、觀音洞；C、D.風(fēng)成砂巖鏡下特征，顆粒一般為圓狀、次圓狀，顆粒支撐，不含雜基；E.風(fēng)成砂巖石英顆粒表面碟形撞擊坑；F. 風(fēng)成砂巖石英顆粒表面溶蝕坑

Fig 1 Macroscopic features of aeolian sandstones in Nanyansi (A) and Guanyindong (B) and surface features of quartz grains (C, D, E, F) in the Xinjiang Basin

2 風(fēng)成砂沉積環(huán)境與古氣候

2.1 國(guó)內(nèi)風(fēng)成砂沉積環(huán)境與古氣候研究

風(fēng)成砂沉積是干旱-半干旱氣候的產(chǎn)物，是沙漠沉積環(huán)境的典型標(biāo)志[28，33],其前積層傾向記錄了古風(fēng)向的詳細(xì)信息，為重建大氣環(huán)流樣式提供了直接證據(jù)[28，36]。塔里木盆地、鄂爾多斯盆地、四川盆地、江漢盆地、蘇北盆地和信江盆地的風(fēng)成砂沉積與信風(fēng)控制下形成的貫穿中國(guó)西北—東南的中低緯度熱帶-亞熱帶地帶性沙漠帶有關(guān)[33，37]。白堊紀(jì)是全球氣候中極暖的時(shí)期，我國(guó)廣大陸地大部分被副熱帶環(huán)流控制，為亞熱帶干旱至半干旱地區(qū)，在河湖沿岸、山麓盆地及海岸地區(qū)，氣候干燥，沙源豐富，動(dòng)力高壓下信風(fēng)強(qiáng)勁，發(fā)育了相當(dāng)規(guī)模的風(fēng)成砂沉積[33，37]。各個(gè)盆地的風(fēng)成砂沉積發(fā)育時(shí)代不同，但有規(guī)律可循：從北到南表現(xiàn)為北部的塔里木盆地和鄂爾多斯盆地的風(fēng)成砂沉積形成于早白堊世，江漢盆地發(fā)育了早白堊世晚期—晚白堊世早期的風(fēng)成砂沉積，信江盆地和蘇北盆地的風(fēng)成砂沉積形成時(shí)代為晚白堊世。由西及東表現(xiàn)為西部的塔里木盆地和鄂爾多斯盆地發(fā)育了早白堊世的風(fēng)成砂沉積，在信江盆地和蘇北盆地沉積了晚白堊世的風(fēng)成砂[28]。

西部新生代的風(fēng)成砂沉積，包括鹽源盆地、四川盆地、劍川盆地、走廊盆地和蘭州盆地的風(fēng)成砂沉積與青藏高原隆升有關(guān)[38-39]，為地域性沙漠帶的產(chǎn)物[33,37，40]。青藏高原大規(guī)模隆起前，東亞大區(qū)被行星環(huán)流控制，為干旱的氣候環(huán)境；青藏高原隆升之后改變了原有大氣環(huán)流樣式，建立了東亞季風(fēng)環(huán)流[41]。青藏高原隆起對(duì)中國(guó)大陸氣候環(huán)境有兩方面的影響：一是熱帶印度洋和孟加拉灣的暖濕氣流(即西南季風(fēng))不斷加強(qiáng)北上，越過(guò)橫斷山、云貴高原進(jìn)入我國(guó)東部地區(qū)，提供了大量降水，使長(zhǎng)江中下游及華南地區(qū)的氣候由干熱變?yōu)闇嘏瘽駶?rùn)，結(jié)束了白堊紀(jì)以來(lái)有利于風(fēng)成砂沉積的干旱炎熱氣候；二是是高原以北的塔里木盆地，河西走廊至河套地區(qū)，受影響后中高空出現(xiàn)高壓脊，它既阻礙夏季風(fēng)逾越，也抑制低空淺層熱低壓難以形成對(duì)流降水，使得我國(guó)西北地區(qū)和中亞地區(qū)的夏季特別干旱炎熱，環(huán)境逐漸干旱化[33]。東亞季風(fēng)環(huán)流冬季風(fēng)強(qiáng)勁，為塔里木盆地、走廊盆地、蘭州盆地等地的風(fēng)成砂沉積發(fā)育提供了風(fēng)動(dòng)力。梅冥相和蘇德辰(2013)[9]通過(guò)研究甘肅酒泉盆地中3個(gè)不同時(shí)期的風(fēng)成砂巖發(fā)現(xiàn)，第四系玉門組中的風(fēng)成砂巖為干旱寒冷氣候背景下的沉積，與冰水消融沉積共生在一起，為得到加強(qiáng)的冬季季風(fēng)(西風(fēng)體系)背景下的沉積記錄。青藏高原在晚第四紀(jì)進(jìn)一步隆升，對(duì)季風(fēng)環(huán)流影響極大，促進(jìn)了玉門組風(fēng)成砂的沉積。

2.2 國(guó)外風(fēng)成砂沉積環(huán)境與古氣候研究

國(guó)外對(duì)風(fēng)成砂沉積和古氣候研究的報(bào)道主要見于三疊紀(jì)和白堊紀(jì)。英國(guó)柴郡盆地赫爾斯比組三疊紀(jì)風(fēng)成砂巖[42]、捷克蘇臺(tái)德山脈三疊系Bohdasin組的風(fēng)成砂沉積[44]和印度奧蘭加岡瓦納盆地三疊系摩訶提婆組風(fēng)成砂巖[45]是三疊紀(jì)季風(fēng)氣候的產(chǎn)物。三疊紀(jì)時(shí)期，全球大陸聚合成泛大陸，巨型季風(fēng)氣候控制著泛大陸的氣候環(huán)境[46]，廣泛分布全年和季節(jié)性干旱，季風(fēng)風(fēng)力強(qiáng)勁，為風(fēng)成砂的形成提供極為有利的條件。早—中三疊世泛大陸以沙漠?dāng)U展和變暖占主導(dǎo)，以強(qiáng)烈的季節(jié)性干旱為特征[47]，在當(dāng)時(shí)泛大陸的歐洲、非洲等地區(qū)形成了風(fēng)成相、沖積扇相和辮狀河相的混合沉積。西班牙伊比利亞盆地中白堊統(tǒng)埃斯庫(kù)查組和烏特里利亞斯組[48]風(fēng)成砂巖，蒙古米格特盆地上白堊統(tǒng)巴魯恩戈約特組和亞道黑達(dá)組風(fēng)成砂巖[49-50]，中國(guó)鄂爾多斯盆地下白堊統(tǒng)宜君組、洛河組及羅漢洞組[51-52]風(fēng)成砂巖，庫(kù)車盆地下白堊統(tǒng)舒善河組、巴西蓋組和巴什基奇克組風(fēng)成砂巖[8]，信江盆地塘邊組晚白堊世風(fēng)成沙丘[11]形成環(huán)境基本相似，均受北半球亞熱帶高壓帶控制。這些風(fēng)成砂沉積分布區(qū)連接起來(lái)，和當(dāng)時(shí)環(huán)北半球的中低緯度熱帶-亞熱帶地帶性沙漠帶重合。這條沙漠帶所處位置在北半球信風(fēng)帶上，沙質(zhì)物源豐富，風(fēng)力強(qiáng)勁，形成了很多保存到現(xiàn)在的風(fēng)成砂沉積。巴西巴拉那河盆地下白堊統(tǒng)博圖卡圖組[52-54]和上白堊統(tǒng)若巴拉那組[55]，阿根廷內(nèi)烏肯盆地下白堊統(tǒng)阿格里奧組[56]風(fēng)成砂巖則是在南半球亞熱帶高壓帶控制下形成的，和北半球風(fēng)成砂的成因相似。

上述中新生代風(fēng)成砂研究實(shí)例說(shuō)明，地層記錄中的風(fēng)成沉積代表了特殊的古地理格局和古氣候背景，是對(duì)古氣候變化和構(gòu)造事件的沉積響應(yīng)。

3 風(fēng)成砂沉積過(guò)程

風(fēng)成砂沉積形成需要具備3個(gè)條件：沙源、風(fēng)力和堆積床面[57-58]。沙源一般來(lái)自多方面，比如早期堆積的未固結(jié)沙丘、巖石和土壤的風(fēng)化剝蝕以及河流、湖泊沉積物等，沙源的復(fù)雜性導(dǎo)致風(fēng)成砂的平均粒徑和分選系數(shù)變化很大[60]。風(fēng)力的大小關(guān)系到沙粒運(yùn)輸?shù)倪h(yuǎn)近和沉積，其負(fù)載能力和風(fēng)速成正比。經(jīng)過(guò)風(fēng)力搬運(yùn)的沙粒在堆積床面沉積，床面形態(tài)對(duì)風(fēng)成沙丘的堆積極為重要，堆積床面通過(guò)影響風(fēng)速來(lái)影響風(fēng)力的負(fù)載能力，使其攜帶的沙粒發(fā)生沉降，在堆積床面上堆積。有植被的堆積床面或早期的風(fēng)成沙丘有利于降低風(fēng)速，促進(jìn)堆積。

國(guó)外對(duì)風(fēng)成砂的研究較早，甚至可以追溯至20世紀(jì)初。對(duì)風(fēng)成砂成因機(jī)理和風(fēng)成相模式的研究始于20世紀(jì)70年代[61]，Kocurek等[60，63]、Mountney等[64-68]通過(guò)研究美國(guó)、英格蘭、冰島、巴西、南非等地的風(fēng)成砂沉積記錄，極大地推動(dòng)了風(fēng)成砂成因機(jī)理和風(fēng)成相的研究，并在風(fēng)成沉積模型方面取得了突破性進(jìn)展。筆者通過(guò)總結(jié)前人對(duì)風(fēng)成沉積和風(fēng)成相模式的研究成果，結(jié)合在野外對(duì)信江盆地、蘇北盆地和麗江地區(qū)風(fēng)成砂沉積的觀察分析，對(duì)比現(xiàn)代風(fēng)成沙丘反演地質(zhì)歷史中的風(fēng)成沙丘的特征，借鑒古河流、古湖泊的研究方法和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)風(fēng)成砂沉積的成因機(jī)理進(jìn)行討論。

地層中保存下來(lái)的風(fēng)成沉積地層一般經(jīng)歷了3個(gè)階段(圖2)：(1)沙海和風(fēng)成沙丘的形成；(2)風(fēng)成沙丘的遷移堆積；(3)風(fēng)成砂巖的沉積保存?，F(xiàn)在看到的風(fēng)成砂沉積，是經(jīng)歷了形成過(guò)程中的搬運(yùn)—沉積—成巖，后期隨地殼運(yùn)動(dòng)變形，抬升剝蝕后保留下來(lái)的一部分，而在露頭所能觀察到的，又只是保存下來(lái)的風(fēng)成砂巖中的部分特征。

3.1 風(fēng)成沙丘形成過(guò)程

沙粒被風(fēng)力從沙源搬運(yùn)，在堆積床面堆積，形成零星分布的沙丘。零星分布的沙丘是一種良好的堆積床面，很適合接受沉積。同時(shí)這些早期的沙丘不斷遷移，形成沙丘群，最后形成風(fēng)成沙丘堆積區(qū)[69]，固結(jié)成巖(圖2)。隨著堆積過(guò)程的進(jìn)行，堆積床面不斷變化。風(fēng)力是堆積床面形態(tài)的主要影響因素，風(fēng)力通過(guò)風(fēng)蝕堆積床面和控制沙粒的沉積地點(diǎn)來(lái)改變床面形態(tài)，甚至可以將堆積床面改造為不適合風(fēng)成沉積。

沙源、地形條件、風(fēng)力狀況、植被覆蓋情況和潛水面共同控制著沙丘形態(tài)的發(fā)展改造[70-72]。如果堆積床面處于干旱的氣候環(huán)境下，潛水面和毛細(xì)管邊緣遠(yuǎn)低于沉積表面，則對(duì)沙丘遷移、沉積物運(yùn)移和沉積幾乎沒有影響，導(dǎo)致風(fēng)成沙丘在風(fēng)蝕作用下慢慢消失，或在風(fēng)的作用下發(fā)生遷移并在合適地區(qū)堆積、沉積成巖[2，73]。在地下水參與的潮濕環(huán)境中，地下水和毛細(xì)管邊緣與風(fēng)成沙丘相互作用，水分對(duì)沙丘的堆積起著積極作用[67-68]。風(fēng)成沙丘堆積后，水分使沙粒之間的凝聚力提高，沙粒不容易受風(fēng)蝕作用被帶走，沙丘和丘間同時(shí)沉積，形成沙丘和丘間夾層的風(fēng)成地層。這種情況下潛水面有兩種影響效果：一是堆積床面并沒有隨著堆積而沉降，而潛水面不斷上升，堆積越來(lái)越厚[74](圖3A)，最終的堆積厚度和潛水面密切相關(guān)；二是堆積床面隨著堆積的進(jìn)行發(fā)生沉降，潛水面上下波動(dòng)而沒有發(fā)生絕對(duì)上升，潛水面保持靜止(圖3B)。除了以上兩種風(fēng)成沉積環(huán)境，還存在第三種情況——穩(wěn)定風(fēng)成沉積環(huán)境，植被一般是這種沉積環(huán)境最常見的穩(wěn)固沙丘的因素。因?yàn)橹脖痪邆溥@兩種作用：(1)降低風(fēng)速使風(fēng)的負(fù)載能力降低，促使沙粒發(fā)生沉降堆積[75-76]；(2)覆蓋沙丘表面固定沙丘，抵抗風(fēng)蝕作用[77]。

圖2 風(fēng)成沙丘堆積—成巖過(guò)程

Fig.2 Schematic diagram illustrating a general accumulational-diagenetic processes of aeolian dunes to aeolian sandstones

圖3 風(fēng)成沙丘堆積與地下水位變化(據(jù)Rodríguez-Lópezetal., 2014[3]修改)

Fig.3 Schematic illustration showing the changes in water-table levels and aeolian dune accumulation (modified from Rodriguez-Lopezl et al., 2014)

沙丘表面覆蓋的植被以低等草本植物為主，可以有效地抵抗風(fēng)蝕作用，降低風(fēng)速，使風(fēng)中攜帶的沙粒在沙丘表面發(fā)生沉降。另外，植物根系發(fā)育，具有固定沙丘的作用。丘間發(fā)育高等木本植物，根系發(fā)達(dá)可達(dá)地下水層，增強(qiáng)了丘間沉積的穩(wěn)定性。但是，深入地下的發(fā)達(dá)根系也可以破壞早期形成的沉積構(gòu)造，不利于風(fēng)成砂沉積特征的保存[68]。在穩(wěn)定的風(fēng)成沉積環(huán)境中，如果有外部徑流注入或沉積作用使?jié)撍嫔仙?，那么就可能在丘間出現(xiàn)積水洼地甚至沙漠湖[67]。如果在這種穩(wěn)定的風(fēng)成沉積環(huán)境中出現(xiàn)降水，降水在下滲的過(guò)程中，淋濾淺部地層中的碳酸鈣，在下部析出沉淀，形成鈣積層。水汽下滲蒸發(fā)后，所含鹽分在沙丘表面形成鹽沉積固結(jié)層，對(duì)沙丘起到穩(wěn)固保護(hù)作用[2,65]。國(guó)外學(xué)者對(duì)冰島南部風(fēng)成沙丘演化過(guò)程的分析[67]和納米比亞白堊紀(jì)Tsondab風(fēng)成砂巖的研究成果[62]均支持這一觀點(diǎn)。

3.2 風(fēng)成沙丘的保存成巖

沙源枯竭、風(fēng)力變化、堆積床面不再接受沉積等因素都可造成風(fēng)成沉積的停止。沉積結(jié)束后，其保存環(huán)境有如下3種類型[2]。

(1)風(fēng)成沉積遭到洪水和風(fēng)蝕作用的影響而短暫侵蝕，泛濫洪水和風(fēng)蝕作用會(huì)侵蝕沙丘亞相和丘間亞相，破壞風(fēng)成沉積構(gòu)造。洪水侵蝕和風(fēng)蝕作用結(jié)束后，風(fēng)成沙丘重新接受沉積或者隨著地殼運(yùn)動(dòng)掩埋，這時(shí)的侵蝕面會(huì)保存為一個(gè)明顯的沉積界面[79](圖4A)。

(2)風(fēng)成沉積僅遭到風(fēng)蝕作用影響，侵蝕后的沙丘和丘間沉積一起保存(圖4B)。風(fēng)成沉積形成后，最容易受到風(fēng)蝕作用的影響。風(fēng)蝕作用將沙丘亞相和丘間亞相侵蝕到地下水位線(靜止水位線或上升水位線)位置時(shí)，出露的潛水面和沉積物發(fā)生反應(yīng)，形成膠結(jié)物覆蓋在表面以抵御風(fēng)蝕作用或者促進(jìn)潮濕表面的植被發(fā)育，抵抗風(fēng)蝕作用。這種情況和第一種情況相似，在最后會(huì)形成一個(gè)地層界面[79]。上面兩種情況還可能存在一種極端情況，即沙丘在形成后，沉積區(qū)遭到強(qiáng)烈的洪水沖蝕或風(fēng)蝕作用直接消失[80]。

(3)風(fēng)成沉積沒有遭到任何破壞，沙丘亞相、丘間亞相完整保存下來(lái)[81]，植物大面積拓殖而穩(wěn)固沙丘(圖4C)。這種保存狀態(tài)對(duì)解釋古氣候條件和沉積環(huán)境具有重要意義[60,74,79,81]。

此外，風(fēng)成沉積也可以保存在特殊的沉積環(huán)境中。如果海岸風(fēng)成沙丘在風(fēng)成沉積形成后遭到海侵[82]，泛濫海水淹沒風(fēng)成沙丘，海洋沉積物覆蓋在風(fēng)成沉積表面，就會(huì)保護(hù)風(fēng)成沉積不被破壞[83-84]。

圖4 風(fēng)成砂沉積保存模型(據(jù)Bristow & Mountney, 2013[73]修改)

Fig.4 Simplified model showing the preservation of aeolian deposits (modified from Bristow et al., 2013)

4 展望

當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)風(fēng)成砂沉積的研究資料主要集中在野外露頭剖面資料的收集和延伸方面，但是由于露頭本身的局限性，其能提供的信息極其有限。風(fēng)成砂從形成到保存的過(guò)程中，經(jīng)歷了風(fēng)蝕及河流湖泊的侵蝕，后期隨著地殼運(yùn)動(dòng)，又經(jīng)歷了沉降—壓實(shí)—成巖及地殼的抬升剝蝕，我們當(dāng)前看到的露頭大都經(jīng)歷了一系列的運(yùn)動(dòng)，其能夠提供的沉積時(shí)的信息大大減少，已經(jīng)無(wú)法給下一步更加深入的研究提供信息。國(guó)外當(dāng)前對(duì)風(fēng)成砂的研究已經(jīng)從風(fēng)成砂露頭剖面的研究轉(zhuǎn)到了風(fēng)成沙丘模型的研究，當(dāng)前已經(jīng)在風(fēng)成沙丘隨時(shí)間和空間變化的四維動(dòng)態(tài)模型方面取得了重大進(jìn)展。在借助遙感圖像的情況下，對(duì)沙丘和丘間形態(tài)變化進(jìn)入了深入研究。

國(guó)內(nèi)在風(fēng)成砂下一步的研究中，應(yīng)該借助鉆探巖心分析技術(shù)、地球物理勘探的高精度地震、重磁、測(cè)井曲線等方法以及實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代分析技術(shù)，在露頭的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)風(fēng)成相模式、沉積環(huán)境和風(fēng)成地層-構(gòu)造格架等方面深入研究，更加深刻地了解風(fēng)成沉積過(guò)程，達(dá)到詳細(xì)了解不同沉積微相的目的，更好地用于古地理和油氣、水資源勘探研究。

5 結(jié)論

(1)風(fēng)成砂沉積是一種干旱-半干旱氣候環(huán)境下的沉積物，宏觀上以大型板狀交錯(cuò)層理為識(shí)別標(biāo)志，前積層傾向一般指示古風(fēng)向，對(duì)古氣候和古環(huán)境重建具有重要意義。具有細(xì)粒、磨圓度高和分選良好的微觀特征。掃描電鏡下，石英顆粒表面發(fā)育碟形撞擊坑和新月形撞擊坑，SiO2溶蝕作用形成的鱗片狀剝落和溶蝕坑以及SiO2沉淀形成的硅質(zhì)球和硅質(zhì)薄膜。

(2)風(fēng)成砂的形成過(guò)程和古氣候、古地理關(guān)系密切。三疊紀(jì)、白堊紀(jì)和中國(guó)新生代的風(fēng)成砂都和當(dāng)時(shí)的氣候環(huán)境有關(guān)，是對(duì)古氣候變化的沉積響應(yīng)。氣候因素控制著物源(沙源)和搬運(yùn)介質(zhì)條件(風(fēng)力)，進(jìn)而控制風(fēng)成砂沉積過(guò)程，潛水面在風(fēng)成砂沉積過(guò)程具有極大意義，后期的風(fēng)蝕作用對(duì)風(fēng)成砂的保存影響巨大。

(3)國(guó)際研究體現(xiàn)在風(fēng)成沙丘形成過(guò)程到風(fēng)成砂巖保存的時(shí)空復(fù)雜四維模型方面。國(guó)內(nèi)主要在中新生代風(fēng)成砂宏觀和微觀組構(gòu)等方面積累了豐富的實(shí)際資料，由此對(duì)相關(guān)古氣候和古地理環(huán)境進(jìn)行了合理分析。國(guó)內(nèi)需要從對(duì)風(fēng)成砂沉積現(xiàn)象、特征描述上轉(zhuǎn)到對(duì)風(fēng)成砂成因機(jī)理方向的研究，以期更深刻地認(rèn)識(shí)風(fēng)成砂形成過(guò)程，達(dá)到詳細(xì)了解不同沉積微相的目的，更好地用于古地理和油氣、水資源勘探研究。另外，需要重視基礎(chǔ)理論研究，比如風(fēng)成沙丘模型和古沙漠沉積環(huán)境之間的融合，堆積床面形成和消失的控制因素，風(fēng)成砂沉積的保存等，以期在風(fēng)成砂沉積模式的建立、學(xué)科概念和新知識(shí)的發(fā)展等方面有所建樹。